(57)【要約】【課題】極小型のセラミック積層型電子部品に対応可能な再酸化用治具を提供する。【解決手段】鉛直方向上下に並列して配置し、接続用フレームによって固定された第一および第二のフレームに対し、第一のフレームには第二のフレーム側に滑らかに撓んだ金属メッシュの全周を固定し、第二のフレームには金属メッシュの変形を制約する支持体を固定する。【選択図】  図１Ａ
2005019698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の小型電子部品を内部に保持し、酸化性雰囲気中にて前記複数の小型電子部品を所定温度にて加熱して前記小型電子部品における誘電体部分を再酸化するために用いられる治具であって、
枠形状に形成され、前記枠形状が水平方向に延在するように配置された第一のフレームと、
枠形状に形成されると共に前記枠形状内側に固定された支持部材を有し、前記第一のフレームと鉛直下方向に並列して配置された第二のフレームと、
前記第一および第二のフレームを鉛直方向において接続する接続用フレームと、
前記第一のフレームに対して周囲が固定され、鉛直下方向に向かって前面滑らかに撓んだ金属メッシュとを有し、
前記金属メッシュが過剰に撓んだ部分は前記支持部材によってそれ以上に撓むことが防止されることを特徴とする再酸化処理用治具。
【請求項２】
前記金属メッシュにはセラミックがコーティングされており、前記金属メッシュに用いられる金属細線の太さは、前記金属細線の強度が前記セラミックスの強度より低いことを特徴とする請求項１記載の再酸化用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、焼成プロセスを経て製造される積層型のセラミック電子部品に関する。より詳細には、焼成プロセスを経た電子部品に対して、その電子部品中の誘電体からなる部分に対して再酸化処理を施す際に用いられる治具に関する。
【０００２】
【従来技術】
積層型のセラミック電子部品は、例えば、誘電体からなるいわゆるグリーンシートと、グリーンシート表面に金属ペースト等を用いて電極層を形成してなるシートとを積層して形成されている。当該積層体には、その厚さ方向に加圧、圧着の処理が施され、更に所定の寸法に切断された後に、焼成処理が施される。この焼成後、当該積層体に対して外部電極に形成が行われ、以上の工程を経て積層形のセラミック電子部品が得られている。
【０００３】
なお、セラミックグリーンシートあるいは金属ペースト等は、通常有機系の物質によって形状の保持力を得ている。この有機系物質は、最終的な電子部品に残存した場合に、例えば誘電率を変化させてしまうといった電気的特性の低下を誘引する悪影響を及ぼす恐れがある。また、焼成時において、有機系物質が急激に蒸発等することによって、積層体が破損する恐れもある。このため、通常積層体を焼成する前に、有機系物質を減少させるために２００〜５００℃で、積層体を加熱保持するいわゆる脱バインダー処置が当該積層体に対して施される。脱バインダー処理終了後に、９００℃以上の温度にて焼成が為される。
【０００４】
脱バインダー処理および焼成は、金属部の酸化を防止するために水素を含んだ還元性の雰囲気中で行われる。その結果、誘電体部が還元されてしまい、そのまま製品化した場合には、当該誘電体部分において所望の絶縁性が得られない可能性がある。このため、通常は、焼成終了後に、焼成温度より低い温度において誘電体部を再酸化する処理が施されている。当該工程は、チップ状に裁断、焼成された電子部品をセラミック製のこう鉢に入れ、これを酸化性の雰囲気中に保持することによって行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
昨今の電子機器の小型化、高性能化に伴って、これに用いられる各種電子部品に関してもその小型化、高性能化が進められている。例えば、セラミック積層型の電子部品であるチップコンデンサに関しては、その外寸が０．４ｍｍ×０．４ｍｍ×０．６ｍｍレベルまで達しつつある。このような極小の部品をこう鉢一杯に充填した場合に、各部品間に形成される隙間は非常に小さくなり、この部分の通気性が極端に低下する可能性がある。従って、再酸化処理を行おうとした場合、こう鉢の底の部分に近い位置で保持された電子部品は、再酸化が不十分となる、あるいは再酸化に多大な時間を要する可能性がある。
【０００６】
また、こう鉢は、平坦な底面に対してその四方に垂直な壁が形成された、いわゆる升状の形状を通常は有している。例えば電子部品やこう鉢が静電気を有した場合、この底面周囲、特に底面の角部において極小の部品が静電吸着してしまう可能性がある。これらを物理的に離間させることは、電子部品としての製品管理上好ましくない。すなわち、こう鉢からの電子部品の排出を容易に行うことが可能となる手段を案出することが今後望まれる。
【０００７】
さらに、セラミック製のこう鉢は熱容量が大きく、内部に保持される電子部品全品に対して均等な加熱を行うためには、やはり多大な時間を要する。その結果、前述した再酸化の効率の差も相まって、１ロット内での再酸化化の程度が大きくばらついてしまう可能性がある。また、再酸化処理終了後も、こう鉢事態の温度低下に時間を要することから、次工程に移るまでに必要となるこう鉢の冷却時間が長くなってしまっていた。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、極小の電子部品に対して、１ロット内で、各電子部品に対して均質な再酸化処理を施すことが可能となる治具の提供を目的としている。また同時に、治具内部に保持された電子部品が、再酸化処理終了後に容易に次工程に対して搬出、移送することが可能となる字具を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る再酸化用治具は、複数の小型電子部品を内部に保持し、酸化性雰囲気中にて複数の小型電子部品を所定温度にて加熱して小型電子部品における誘電体部分を再酸化するために用いられる治具であって、枠形状に形成され、枠形状が水平方向に延在するように配置された第一のフレームと、枠形状に形成されると共に前記枠形状内側に固定された支持部材を有し且つ第一のフレームと鉛直下方向に並列して配置された第二のフレームと、第一および第二のフレームを鉛直方向において接続する接続用フレームと、第一のフレームに対して周囲が固定されて鉛直下方向に向かって前面滑らかに撓んだ金属メッシュとを有し、金属メッシュが過剰に撓んだ部分は支持部材によってそれ以上に撓むことが防止されることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る治具において、金属メッシュは、その目の大きさが電子部品の寸法に対して十分小さい大きさのものが用いられている。従って、電子部品が金属メッシュの目から脱落する可能性は無くい。また、金属メッシュにおいて電子部品を保持する面が滑らかとなるように配置されている。電子部品等に静電気の蓄積が生じたとしても目の細かい金属メッシュに対して静電吸着等する可能性は小さく、且つ滑らかな面上に保持された電子部品は当該治具から用意に排出され得る。また、このような目の細かい金属メッシュは加熱によって用意に変形するが、第一のフレームおよび変形方向に配置された支持部材の効果によって、その変形の程度を、治具を使用する上での許容範囲内に押さえることが可能となる。
【００１１】
なお、上述の治具において、金属メッシュにはセラミックがコーティングされており、金属メッシュに用いられる金属細線の太さは、金属細線の強度がセラミックスの強度より低くなるよう定められることが好ましい。セラミックコーティングによって、加熱時における金属メッシュと電子部品との科学的な相互作用を防止することが可能となる。また、金属メッシュに用いられる金属細線の太さを細くし、この金属細線の強度をセラミックの強度より低くすることによって、金属メッシュが熱変形した際に起こりえるセラミックスの剥離現象を低減することが可能となる。
【００１２】
【実施例】
本発明の第一の実施例にかかる治具について、以下図面を参照して説明する。図１Ａに本実施例に係る治具の平面図を、図１Ｂに側面図をそれぞれ示す。図に示す再酸化用治具１は、第一のフレーム３、第二のフレーム５、接続用フレーム７および金属メッシュ９から構成されている。第一のフレーム３は、金属棒を用いて、水平方向に延在する枠状に形成されている。第二のフレーム５は、やはり金属棒を用いて、水平方向に延在する枠上に形成されており、第一のフレーム３に対して鉛直方向下方において並列するように配置されている。接続用フレーム７は、これら第一のフレーム３および第二のフレーム５を、この配置状態で接続、固定している。
【００１３】
また、第二のフレーム５は、その枠状の内部において、当該枠と同一平面内に固定された支持部材１１を有している。本実施例においては、支持部材は十文字の形状とされた金属棒より構成され、その各端部は第二のフレーム５に対して固定、支持されている。金属メッシュ９は、隙間を形成しないように、その周囲が第一のフレーム３に対して固定されている。また、金属メッシュ９は、その内部が鉛直下方向に向かって滑らかに撓む大きさを有している。当該金属メッシュ９は、その内部において実際に電子部品を保持する役割を有している。従って、当該電子部品保持時においてこれら電子部品がその目を抜けるあるいはその目にはまり込む等の自体が生じないように、金属メッシュ９は充分小さな目を有している。
【００１４】
また、充分小さな目を形成するために、当該金属メッシュ９を形成する金属線は非常に細い物が用いられている。このため、電子部品を保持した場合これらの重量により、また、再酸化処理工程時においてはこれに加熱の効果も加えられることから、容易に鉛直方向下方に塑性変形してしまう。本発明において、第二のフレーム５が保持する支持部材１１を、金属メッシュ９が塑性変形する方向に予め配置しておき、当該支持部材１１によって金属メッシュ９のある程度以上の塑性変形を防止することとしている。
【００１５】
なお、再酸化処理は、これ以前の焼結工程における処理温度より低い処理温度で行われるが、その温度は再酸化を効率的に促進させるべく可能な限り高い温度で行われることが望ましい。この場合、金属メッシュに用いられる金属と、電子部品との間において、例えば当該金属原子が電子部品中に拡散してしまう等、化学的な相互作用を生じる恐れがある。本実施例においては、純度の高いニッケル細線からなる金属メッシュを用いることによって、この相互作用の防止を図ると共に、さらにその表面にセラミックをコーティングすることとしてその効果をさらに高めている。
【００１６】
なお、セラミックスは、一般的に耐反応性あるいは硬度等において金属より優れている反面、変形能等において金属に劣っている。このため、通常、金属に対してセラミックをコーティングした場合、金属部分が変形されるとセラミックはその変形に追随できず、コーティング部分での亀裂の発生あるいは剥離を生じてしまう。本発明においては、極小型の電子部品に対応する必要上もあり、非常に細い金属線からなる金属メッシュを用い、これにセラミックのコーティングを施している。すなわち、金属細線の強度が金属メッシュの強度よりも小さくなる状態においてセラミックのコーティングを行っている。このため、金属細線はセラミックが追随し得る範囲の変形しか生じえず、従って前述の亀裂、剥離等もほとんど発生しない。
【００１７】
本発明に係る再酸化処理用治具によれば、前述のように内面が滑らかになるような電子部品収容部を有する金属メッシュによって、酸化処理時に極小型の電子部品を保持することとしている。従って、再酸化用の酸化性雰囲気は金属メッシュの目を通過して電子部品に到達することが可能であり、従来のこう鉢を用いた場合と比較して、１ロット内での酸化効率が大幅に向上される。
【００１８】
また、金属メッシュは電子部品を静電吸着等する可能性が低く、その内面が滑らかであることから、電子部品がこれにひっかかる等の事態は生じ得ない。従って、当該治具から電子部品全てを排出することは容易であり、従来のこう鉢等を用いた場合と比較して作業性が高められる。さらに、本発明に係る治具は、従来のこう鉢等と比較してその熱容量も大きく低減されている。従って、電子部品の均等加熱に要する時間、およびこれらを冷却するために要する時間が大幅に短縮される。
【００１９】
なお、本実施例においては、図面上第一のフレーム３と第二のフレーム５とはほぼ同じ大きさの枠体からなるように示されているが、これら大きさは金属メッシュの大きさ等に準じて適宜変更されることが望ましい。また、支持体の形状等は本実施の形態に限られず、金属メッシュの変形可能性に準じて適宜変更されることが望ましい。例えばより大量の電子部品の同時再酸化を行おうとした場合、より大きな治具を用いる必要がある。この様の治具において、大きな第一のフレームに対応した支持体を有する第二のフレームの例を図２ＡおよびＢに示す。
【００２０】
図２Ａは第二のフレーム２５を上面から見た図、図２Ｂは第二のフレーム２５を側面から見た図を各々示している。図中第二のフレーム２５は、略正方形状の枠体であり、その内部に格子状に配置された棒状支持体３１ａを有している。また、棒状支持体３１ａにより形成された格子の一部には板状支持体３１ｂが固定され、この板状支持体３１ｂによってその格子が塞がれている。これら棒状支持体３１ａおよび板状支持体３１ｂによって、不図示の金属メッシュが鉛直下方向に変形した場合であっても、所望量以上に変形することは効果的に防止される。
【００２１】
また、第一および第二のフレームの間隔が大きくなった場合、例えば金属メッシュがこれらの間隔から外側にはみ出すように変形する場合も考えられる。このような変形が生じた場合、電子部品をこの変形部から排出する際に、電子部品が第一のフレームに干渉されて容易に排出し得なくなることも考えられる。そこで、本例においては、第二のフレーム２５上部に、さらに当該フレームから鉛直上方に延びるように側部支持体３１ｃが配置されている。当該側部支持体３１ｃにより、不図示の金属メッシュが第一および第二のフレームの間において、これらの外側に変形することを防止している。
【００２２】
第二のフレームが有する支持体を図２Ａおよび図２Ｂに示すように構成することにより、本発明により得られる効果は、より大きな再酸化用治具を構成した場合であっても同様に得られる。なお、図に示した支持体３１ａ、３１ｂおよび３１ｃの構成および配置はあくまで一例であり、治具の大きさ、用いる金属メッシュの変形可能性等に鑑みて適宜変更されることが望ましい。
【００２３】
なお、本発明に係る再酸化用治具、特に金属メッシュに対してはセラミックをコーティングすることとしている。このコーティングには、治具の作製容易性あるいはコスト等に鑑みて溶射方法を用いることが好ましい。また、セラミックとしては、溶射が比較的容易な、いわゆるジルコニアあるいはアルミナを用いることが好ましい。しかしながら、本発明の実施方法はこれら内容に限られず、金属メッシュの材質、金属メッシュに対するセラミックスの密着性、耐反応性等に応じて適宜選択されることが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る再酸化処理用治具によれば、再酸化用の酸化性雰囲気は金属メッシュの目を通過して電子部品に到達することが可能であり、１ロット内における電子部品各々の再酸化は迅速且つ効果的に行われる。従って、従来のこう鉢を用いた場合と比較して、１ロット内での酸化効率が大幅に向上される。また、内面が滑らかで且つ目の細かい金属メッシュによって電子部品を保持することから、電子部品がこれにひっかかる等の事態は生じ得ず、当該治具からの電子部品の排出は容易である。さらに、本発明に係る治具は、従来のこう鉢等と比較してその熱容量が小さく、電子部品の均等加熱に要する時間、およびこれらを冷却するために要する時間が大幅に短縮される。
【００２５】
従って、本発明によれば、極小の電子部品に対して、１ロット内で、各電子部品に対して均質な再酸化処理を施すことが可能となる。また同時に、治具内部に保持された電子部品が、再酸化処理終了後に容易に次工程に対して搬出、移送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の実施例に係る再酸化用治具の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す再酸化用治具の側面図である。
【図２Ａ】第二のフレームの変形例を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂに示す第二のフレームの側面図である。
【符号の説明】
１：再酸化用治具
３：第一のフレーム
５、２５：第二のフレーム
７接続用フレーム
９：金属メッシュ
１１、３１：支持体
【図１Ａ】
2005019698.tif 000003
【図１Ｂ】
2005019698.tif 000004
【図２Ａ】
2005019698.tif 000005
【図２Ｂ】
2005019698.tif 000006